鲁科版高中物理选修3-5《第2章 原子结构》章末检测试卷（含答案）

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1、第第 2 章章 原子结构原子结构 章末检测章末检测 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分其中 19 题为单项选择题，1012 题为多项选择题) 1以下说法中符合事实的是( ) A汤姆孙发现电子并提出了原子核式结构模型 B玻尔发现电子并提出了原子核式结构模型 C卢瑟福做了 粒子散射实验并提出了原子核式结构模型 D密立根做了 粒子散射实验并提出了原子核式结构模型 答案 C 解析 汤姆孙发现电子，卢瑟福提出了原子核式结构模型，选项 A、B 错误；卢瑟福做了 粒子散射实验并提出了原子核式结构模型，选项 C 正确，D 错误 2卢瑟福提出了原

2、子的核式结构模型，这一模型建立的基础是( ) A 粒子散射实验 B对阴极射线的研究 C氢原子光谱的研究 D电子的发现 答案 A 解析 卢瑟福通过 粒子散射实验， 发现少部分 粒子出现了大角度偏转， 从而提出了原子 的核式结构模型，认为原子是由处于原子中央的很小的原子核和核外带负电的电子组成的， 故 A 对 3卢瑟福利用 粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是( ) 答案 D 解析 实验结果是： 离金原子核越远的 粒子偏转角度越小， 离金原子核越近的 粒子偏转 角度越大，正对金原子核的 粒子被沿原路“撞回”所以选项 D 正确 4在 粒子散射实验中，少数 粒子发生了大角度偏转，

3、这些 粒子( ) A一定受到重金属原子核的斥力作用 B动能不断减小 C电势能不断增大 D出现大角度偏转是与电子碰撞的结果 答案 A 解析 粒子一定受到斥力的作用，斥力先做负功后做正功， 粒子的动能先减小后增大， 势能先增大后减小 粒子的质量远大于电子的质量，与电子碰撞后其运动状态基本不变， A 项正确 5如图 1 所示是某原子的能级图，a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光在下列该 原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是( ) 图 1 答案 C 解析 根据玻尔的原子跃迁公式 hc EmEn(mn)可知，两个能级间的能量差值越大，辐射 光的波长越短，从图中可看出，能量差值

4、最大的是 E3E1，辐射光的波长 a 最短，能量差 值最小的是 E3E2， 辐射光的波长 b 最长， 所以谱线从左向右的波长依次增大的是 a、 c、 b， C 正确 6氢原子光谱中巴尔末系中最短波长是( ) A.4 R B. 4 3R CR D. R 2 答案 A 解析 根据巴尔末公式有1 R 1 22 1 n2 ， 1 R 1 22 1 n2 ，当 n时，最短波长为 1 1 4R 4 R，A 选项正确 7按照玻尔的理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统 的电势能和电子在轨道上运动的动能当一个氢原子从 n4 的能级向低能级跃迁时，下列 说法正确的是( ) A氢原子系

5、统的电势能增加，电子的动能增加 B氢原子系统的电势能减小，电子的动能减小 C氢原子可能辐射 6 种不同波长的光 D氢原子可能辐射 3 种不同波长的光 答案 D 解析 当一个氢原子从 n4 的能级向低能级跃迁时，最多可能发生 43,32,21 三种情 况，切记不是大量氢原子，故 C 错误、D 正确；当向低能级跃迁时，轨道半径减小，根据 公式 kq 2 r2m v2 r 可得电子的动能增大，电势能减小，故 A、B 错误 8氢原子从能级 m 跃迁到能级 n 时辐射红光的频率为 1，从能级 n 跃迁到能级 k 时吸收紫 光的频率为 2，已知普朗克常量为 h，若氢原子从能级 k 跃迁到能级 m，则( )

6、 A吸收光子的能量为 h1h2 B辐射光子的能量为 h1h2 C吸收光子的能量为 h2h1 D辐射光子的能量为 h2h1 答案 D 解析 由跃迁假设及题意可知，h1EmEn，h2EkEn，红光频率 1小于紫光频率 2， 所以能级 k 能量大于能级 m 能量， 所以从能级 k 到能级 m 需要辐射光子， 选项 A、 C 错误； 由以上各式可得 EkEmh2h1，选项 D 正确，B 错误 9氢原子从 n3 的能级跃迁到 n2 的能级放出光子的频率为 ，则它从基态跃迁到 n4 的能级吸收的光子频率为( ) A.4 9 B. 3 4 C. 25 16 D. 27 4 答案 D 解析 氢原子从 n3 的

7、能级跃迁到 n2 的能级， hE3E2E1 9 E1 4 5 36E1 则从基态跃迁到 n4 的能级，吸收光子能量 hE4E1E1 16E1 15 16E1 由得 27 4 ，选项 D 正确 10 氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时， 下列说法中正确的是 ( ) A核外电子受力变小 B原子的能量减少，电子的动能增加 C氢原子要吸收一定频率的光子 D氢原子要放出一定频率的光子 答案 BD 解析 氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，r 减小，由库仑定 律知核外电子受力变大，A 错；由 ke 2 r2m v2 r 得 Ek1 2mv 2ke 2 2r 知电

8、子的动能变大，由 En 13.6 n2 eV 知 n 减小时原子能量减少，B 对；电子由高能级向低能级跃迁时放出一定频率的光 子，C 错，D 对 11如图 2 为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子( ) 图 2 A从 n4 能级跃迁到 n3 能级比从 n3 能级跃迁到 n2 能级辐射出光子的波长长 B从 n5 能级跃迁到 n1 能级比从 n5 能级跃迁到 n4 能级辐射出光子的速度大 C处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的 D从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量 答案 AC 解析 根据 Eh， c 可知 c hc E， 从 n4 能级跃迁到 n3 能级的能级差比从 n

9、3 能级跃迁到 n2 能级的能级差小， 所以从 n4 能级跃迁到 n3 能级比从 n3 能级跃迁到 n2 能级辐射出光子的波长长，选项 A 正确；电磁波的速度是光速，与电磁波的波长、频 率无关，选项 B 错误；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率并不相同，C 正确； 从高能级向低能级跃迁时， 氢原子一定向外放出能量， 而不是氢原子核放出能量， D 错误 所 以选 A. 12关于氢原子能级跃迁，下列叙述中正确的是( ) A用波长为 60 nm 的 X 射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子 B用能量为 10.2 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 C用能量为 11.0

10、eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D用能量为 12.5 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 答案 AB 解析 波长为 60 nm 的 X 射线的能量： E0hc 6.6310 34 3108 6010 9 J3.3210 18 J20.75 eV， 氢原子的电离能： E0(13.6)eV13.6 eVE020.75 eV 所以可使氢原子电离，A 正确； 由 hEmE 得： Em1hE10.2 eV(13.6) eV3.4 eV； Em211.0 eV(13.6) eV2.6 eV； Em312.5 eV(13.6) eV1.1 eV. 由 EnE1 n2得，只

11、有 Em13.4 eV 对应于 n2 的状态由于原子发生跃迁时吸收光子只能 吸收恰好为两能级差能量的光子，所以只有 B 可使氢原子从基态跃迁到激发态 二、填空题(本题共 2 小题，共 13 分) 13(6 分)大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量 值分别是：1.89 eV、10.2 eV、12.09 eV.跃迁发生前这些原子分布在_个激发态能级上， 其中最高能级的能量值是_eV(基态能量为13.6 eV) 答案 2 1.51 解析 发出三种不同能量的光子，由此可知，跃迁发生前这些原子分布在两个激发态，其中 最高能级(n3)的能量值是13.6 eV12.09 e

12、V1.51 eV. 14(7 分)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He )的能级图如图 3 所示电子处在 n3 轨道 上比处在 n5 轨道上离氦核的距离_(选填“近”或“远”)当大量 He 处在 n4 的 激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_条 图 3 答案 近 6 解析 量子数越大， 轨道越远， 电子处在n3轨道上比处在n5轨道上离氦核的距离要近； 处在 n4 的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有 C246 条 三、计算题(本题共 2 小题，共 27 分) 15(13 分)密立根实验的原理如图 4 所示，A、B 是两块平行放置的水平金属板，A 板带正 电，B 板带负电从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到

13、A、B 两板之间的电场中小油滴由于摩 擦而带负电，调节 A、B 两板间的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡已知小油滴 静止处的电场强度是 1.92105 N/C，油滴半径是 1.6410 4 cm，油的密度是 0.851 g/cm3， 求油滴所带的电量，此电量是电子电量的多少倍？ 图 4 答案 8.010 19 C 5 倍 解析 小油滴质量 mV 4 3r 3 由题意知 mgEq0 由两式可得： q4r 3g 3E 代入数据 q0.85110 349.81.641063 31.92105 C 8.010 19 C. 小油滴所带电量 q 是电子电量 e 的倍数为 n8.010 19 1.61

14、0 195 倍 16(14 分)氢原子处于基态时，原子的能量为 E113.6 eV，当处于 n3 的激发态时，能 量为 E31.51 eV，则： (1)当氢原子从 n3 的激发态跃迁到 n1 的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？ (2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？ (3)若有大量的氢原子处于 n3 的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其 中最长波长是多少？ 答案 (1)1.0310 7 m (2)3.281015 Hz (3)3 种 65810 7 m 解析 (1) hc E3E11.0310 7 m. (2)|E1| h 3.281015 Hz. (3)3 种，其中波长最长的是从 n3 到 n2 所放出的光子， hc E3E2 hc E3E1 4 6.5810 7 m.